RU2082910C1 - Cryogenic reservoir and method of activation of chemical absorber before placing it in heat-insulated chamber of cryogenic reservoir - Google Patents
Cryogenic reservoir and method of activation of chemical absorber before placing it in heat-insulated chamber of cryogenic reservoir Download PDFInfo
- Publication number
- RU2082910C1 RU2082910C1 SU915009266A SU5009266A RU2082910C1 RU 2082910 C1 RU2082910 C1 RU 2082910C1 SU 915009266 A SU915009266 A SU 915009266A SU 5009266 A SU5009266 A SU 5009266A RU 2082910 C1 RU2082910 C1 RU 2082910C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bellows
- heat
- cartridge
- absorber
- chemical
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/32—Hydrogen storage
Landscapes
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к криогенной технике, а именно, к конструкциям резервуаров для хранения криогенных жидкостей, преимущественно кислорода и азота, и способам удаления водорода из вакуумной полости резервуара. The invention relates to cryogenic technology, namely, to designs of tanks for storing cryogenic liquids, mainly oxygen and nitrogen, and methods for removing hydrogen from the vacuum cavity of the tank.
Известен криогенный резервуар, содержащий кожух, размещенный в нем с образованием теплоизоляционной полости, теплоизолированный внутренний сосуд, закрепленный на кожухе патрубок с фильтром, обращенным в теплоизоляционную полость, расположенный в патрубке химический поглотитель водорода и съемный внешний нагреватель, и способ удаления водорода из вакуумной полости криогенного резервуара путем химической реакции водорода, выделяемого внутренними стенками резервуара, с поглотителем на основе окислов с интерметаллическим диспергированным катализатором, при этом поглотитель перед эксплуатацией резервуара активируют путем нагрева его до температуры 200oC [1]
Недостатком данного устройства и способа является низкая эффективность, обусловленная удаленностью химического поглотителя от областей выделения водорода и миграции его в многослойной теплоизоляции внутреннего сосуда.Known cryogenic reservoir containing a casing, placed in it with the formation of a heat-insulating cavity, a thermally insulated inner vessel, mounted on the casing of a pipe with a filter facing the heat-insulating cavity, a chemical hydrogen absorber located in the pipe and a removable external heater, and a method for removing hydrogen from a cryogenic vacuum cavity reservoir by the chemical reaction of hydrogen released by the inner walls of the reservoir, with an absorber based on oxides with intermetallic dispersion catalyst, while the absorber before the operation of the tank is activated by heating it to a temperature of 200 o C [1]
The disadvantage of this device and method is the low efficiency due to the remoteness of the chemical absorber from the areas of hydrogen evolution and its migration in the multilayer thermal insulation of the inner vessel.
Известен криогенный резервуар [2] содержащий кожух, размещенный в нем с образованием теплоизоляционной полости теплоизолированный внутренний сосуд, закрепленный на кожухе патрубок с фильтром, обращенным в теплоизоляционную полость, расположенный в патрубке химический поглотитель водорода и съемный внешний нагреватель, причем патрубок закреплен снаружи кожуха, фильтр выполнен в виде стакана из пористого высокотеплопроводного газопроницаемого материала, который размещен коаксиально в патрубке с образованием кольцевого зазора для размещения химического поглотителя, а между патрубком и внутренним сосудом перпендикулярно оси патрубка установлен экран, размещенный в теплоизоляционной полости и закрепленный в кожухе, и способ удаления водорода из вакуумной полости криогенного резервуара путем химической реакции водорода, выделяемого внутренними стенками резервуара, с поглотителем на основе окислов металлов и интерметаллическим диспергированным катализатором, при этом поглотитель перед эксплуатацией резервуара активируют путем нагрева в вакууме. Known cryogenic tank [2] containing a casing, a thermally insulated inner vessel mounted on it with the formation of a heat-insulating cavity, a pipe with a filter attached to the casing facing the heat-insulating cavity, a chemical hydrogen absorber located in the pipe and a removable external heater, the pipe being fixed outside the casing, a filter made in the form of a glass of porous highly heat-conducting gas-permeable material, which is placed coaxially in the pipe with the formation of an annular gap for a chemical absorber, and between the nozzle and the inner vessel, perpendicular to the nozzle axis, a screen is installed placed in the heat-insulating cavity and fixed in the casing, and a method for removing hydrogen from the vacuum cavity of the cryogenic reservoir by the chemical reaction of hydrogen released by the inner walls of the reservoir with an absorber based on metal oxides and an intermetallic dispersed catalyst, wherein the absorber is activated before operation of the tank by heating in a vacuum.
Недостатком данного устройства и способа является низкая эффективность, обусловленная удаленностью химического поглотителя от областей выделения и миграции водорода. The disadvantage of this device and method is the low efficiency due to the remoteness of the chemical absorber from the areas of hydrogen evolution and migration.
Известен криогенный сосуд с вакуумной теплоизоляцией, содержащий внутренний сосуд, кожух, теплоизоляционный материал и поглотитель, помещенный в пакет. При этом пакет выполнен из металлической фольги или полимерной пленки и снабжен сетчатым чехлом, установленным в нем [3]
Недостатком является невозможность повторного использования поглотителя после разгерметизации и пакета после обработки поглотителя.Known cryogenic vessel with vacuum insulation, containing an inner vessel, a casing, heat-insulating material and an absorber placed in a package. Moreover, the package is made of metal foil or polymer film and is equipped with a mesh cover installed in it [3]
The disadvantage is the inability to reuse the absorber after depressurization and the package after processing the absorber.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является криогенный сосуд, содержащий внутренний сосуд, теплоизоляционный материал и разрушающийся пакет (бьющуюся капсулу) с активным геттером, который находится в вакууме. Пакет расположен в деформируемой камере, которая сообщается с изоляционным пространством [4] В этом сосуде капсула с поглотителем (геттером) размещается в отростке на кожухе сосуда и разбивается механически. The closest to the invention in technical essence and the achieved result is a cryogenic vessel containing an inner vessel, heat-insulating material and a collapsing bag (breaking capsule) with an active getter, which is in vacuum. The package is located in a deformable chamber, which communicates with the insulating space [4] In this vessel, the capsule with the absorber (getter) is placed in the process on the casing of the vessel and is broken mechanically.
Недостатком такого сосуда является невозможность повторного использования капсулы и поглотителя после разгерметизации сосуда. The disadvantage of this vessel is the inability to reuse the capsule and scavenger after the depressurization of the vessel.
Цель изобретения улучшение эксплуатационных характеристик и повышение надежности, а также повышение эффективности удаления водорода из многослойной теплоизоляции внутреннего сосуда и обеспечение условий активации химического поглотителя и его хранения перед использованием. The purpose of the invention is the improvement of operational characteristics and reliability, as well as increasing the efficiency of hydrogen removal from the multilayer thermal insulation of the inner vessel and providing conditions for the activation of the chemical absorber and its storage before use.
Цель достигается тем, что в криогенном резервуаре, содержащем кожух, размещенный в нем с образованием теплоизоляционной полости теплоизолированный внутренний сосуд, и патрон, снабженный пористым газопроницаемым фильтром и химическим поглотителем водорода, согласно изобретению, патрон выполнен в виде цилиндрического корпуса с поперечной перегородкой, имеющей центральное отверстие и разделяющей корпус на две полости, одна из которых сообщена с теплоизоляционной полостью резервуара и снабжена герметичным газозаполненным сильфоном с торцевыми крышкой и днищем, причем на торцевой крышке сильфона размещен шток с уплотняющей тарелью, расположенной во второй полости корпуса соосно центральному отверстию и контактирующей с кромками последнего, а в торцовом днище сильфона выполнено резьбовое отверстие с расположенной в нем резьбовой пробкой, и пористый фильтр и химический поглотитель размещены во второй полости корпуса. При этом площадь поперечного сечения сильфона превышает площадь тарели, причем торцовая крышка сильфона снабжена ограничителем перемещения сильфона. Кроме того, поперечная перегородка со стороны сильфона снабжена ограничителем перемещения сильфона, при этом патрон размещен на кожухе, кроме этого, патрон размещен между слоями теплоизоляции и в способе активации химического поглотителя перед его размещением в теплоизоляционной полости криогенного резервуара, согласно изобретению перед использованием удаляют резьбовую пробку из резьбового отверстия торцового днища сильфона и вместо нее вворачивают технологический резьбовой винт до контакта ограничителей торцовой крышки сильфона с поперечной перегородкой, размещают патрон в вакуумной печи, после окончания активации химического поглотителя патрон размещают в среде инертного газа, например, азота, удаляют технологический резьбовой винт из резьбового отверстия торцовой крышки и вместо него вворачивают резьбовую пробку. The goal is achieved by the fact that in a cryogenic reservoir containing a casing, a thermally insulated inner vessel is placed in it with the formation of a heat-insulating cavity, and a cartridge equipped with a porous gas-permeable filter and a chemical hydrogen absorber, according to the invention, the cartridge is made in the form of a cylindrical body with a transverse partition having a central hole and dividing the housing into two cavities, one of which is connected to the heat-insulating cavity of the tank and is equipped with a sealed gas-filled bellows with t with an end cap and a bottom; moreover, a rod with a sealing plate located in the second cavity of the housing coaxially with the central hole and in contact with the edges of the latter is placed on the end cover of the bellows, and a threaded hole with a screw plug located in it and a porous filter and a chemical are made in the end bottom of the bellows the absorber is placed in the second cavity of the housing. The cross-sectional area of the bellows exceeds the area of the plate, and the end cover of the bellows is equipped with a limiter to the movement of the bellows. In addition, the transverse partition on the side of the bellows is equipped with a limiter for moving the bellows, while the cartridge is placed on the casing, in addition, the cartridge is placed between the insulation layers and in the method of activating a chemical absorber before it is placed in the heat-insulating cavity of the cryogenic reservoir, the screw plug is removed before use according to the invention from the threaded hole of the butt-end of the bellows and instead screw the process screw to the contact of the limiters of the end cover of the bellows with a transverse baffle, the cartridge is placed in a vacuum furnace, after the activation of the chemical absorber is completed, the cartridge is placed in an inert gas, for example nitrogen, the process screw is removed from the screw hole of the end cap and the screw plug is screwed in instead.
Сопоставительный анализ предлагаемого прототипа показывает следующее:
во-первых, предложенная конструкция патрона позволяет обеспечить надежную отсечку объема с поглотителем от теплоизоляционной полости во время ее разгерметизации, что способствует сохранению откачных свойств геттера;
во-вторых, размещение патронов между слоями теплоизоляции криогенного резервуара обеспечивает повышение эффективности удаления водорода из многослойной теплоизоляции внутреннего сосуда;
в-третьих, предлагаемый способ активации химического поглотителя перед размещением его в теплоизоляционной полости криогенного резервуара обеспечивает условия активации геттера и последующего его хранения перед использованием. Причем наличие инертного газа в патроне позволяет обеспечить длительное хранение химического поглотителя после активации без изменения его откачных свойств.A comparative analysis of the proposed prototype shows the following:
firstly, the proposed cartridge design allows for reliable cut-off of the volume with the absorber from the heat-insulating cavity during its depressurization, which helps to maintain the pumping properties of the getter;
secondly, the placement of cartridges between the layers of thermal insulation of the cryogenic reservoir provides an increase in the efficiency of hydrogen removal from the multilayer thermal insulation of the inner vessel;
thirdly, the proposed method of activating a chemical absorber before placing it in the heat-insulating cavity of the cryogenic reservoir provides the conditions for the activation of the getter and its subsequent storage before use. Moreover, the presence of inert gas in the cartridge allows for long-term storage of the chemical absorber after activation without changing its pumping properties.
Таким образом, предлагаемый криогенный резервуар и способ активации химического поглотителя перед размещением его в теплоизоляционной полости криогенного резервуара соответствует критерию "новизна". Thus, the proposed cryogenic reservoir and the method of activating a chemical absorber before placing it in the heat-insulating cavity of the cryogenic reservoir meets the criterion of "novelty."
При анализе известных технических решений не обнаружены признаки, сходные с признаками отличительной части формулы изобретения. На основе проведенного анализа можно сделать вывод, что предлагаемое изобретение соответствует критерию "существенные отличия". When analyzing the known technical solutions, no signs were found that are similar to those of the characterizing part of the claims. Based on the analysis, we can conclude that the invention meets the criterion of "significant differences".
На фиг. 1 представлен криогенный резервуар, реализующий предлагаемые технические решения, в которых химический поглотитель водорода размещен в теплоизоляционной полости криогенного резервуара между слоями вакуумной изоляции в патронах 1. In FIG. 1 shows a cryogenic tank that implements the proposed technical solutions in which a chemical hydrogen absorber is placed in the heat-insulating cavity of the cryogenic tank between the layers of vacuum insulation in cartridges 1.
Химический поглотитель 2 (фиг. 2) размещен в пространстве между газопроницаемым фильтром 3 и корпусом 4 патрона 1. Патрон 1 выполнен в виде цилиндрического корпуса 4 с поперечной перегородкой 5, имеющей центральное отверстие 6 и разделяющей корпус на две полости, одна из которых сообщена с теплоизоляционной полостью резервуара и снабжена герметичным газозаполненным сильфоном 7 с торцовыми крышкой 8 и днищем 9. Днище 9 жестко закреплено на крышке 10, в которой выполнены сквозные отверстия 11. На торцовой крышке 8 сильфона 7 размещен шток 12 с уплотняющей тарелью 13, расположенной во второй полости корпуса соосно центральному отверстию 6 и контактирующей с кромками последнего. В торцовом днище 9 сильфона 7 выполнено резьбовое отверстие 14 с расположенной в нем резьбовой пробкой 15. Пористый фильтр 3 и химический поглотитель2 размещены во второй полости корпуса. Площадь поперечного сечения сильфона 7 превышает площадь уплотняющей тарели 13. Торцовая крышка 8 сильфона 7, либо поперечная перегородка 5 со стороны сильфона 7 снабжены ограничителем 16 перемещения сильфона 7. The chemical absorber 2 (Fig. 2) is placed in the space between the gas-permeable filter 3 and the
После размещения патронов 1 в слоистой теплоизоляции криогенного резервуара и создания вакуума в ней, в полости патрона, где размещен сильфон, также создан вакуум. При этом газозаполненный сильфон 7 под действием давления газа стремится расшириться. Причем за счет того, что площадь торца сильфона 7 превышает площадь тарели 13 произойдет перемещение тарели в сторону открытия отверстия перегородки 5. Инертный газ из полости с химическим поглотителем удаляется в теплоизоляционную полость резервуара и в ней также создается вакуум из-за разности в объемах. Остаточный водород из теплоизоляционной полости через отверстия 11 в крышке 10 направляется в патрон 1, проходит через центральное отверстие перегородки 5, через пористый фильтр 3 и в результате химической реакции с поглотителем 2 откачивается им. After placing the cartridges 1 in the layered thermal insulation of the cryogenic reservoir and creating a vacuum in it, a vacuum is also created in the cavity of the cartridge where the bellows is located. In this case, the gas-filled
Пример выполнения способа. Перед размещением патронов в слоистой теплоизоляции проводят активацию химического поглотителя в вакуумной печи. Для этого удаляют резьбовую пробку 15 из резьбового отверстия торцового днища 9 сильфона 7 и вместо нее вворачивают технологический резьбовой винт 17 до контакта ограничителей 16 перемещения сильфона 7 торцовой крышки 8 сильфона 7 с поперечной перегородкой 5. После этого размещают патрон в вакуумной печи и проводят процесс активации химического поглотителя. После проведения собственно активации химического поглотителя в вакуумную печь подают инертный газ, например, азот. Далее, после остывания патронов, с помощью специального приспособления (манипуляторный гермоввод) выворачивают резьбовой винт 17, вворачивают в резьбовое отверстие торцового днища 9 сильфона 7 резьбовую пробку 15. Извлекают патроны из вакуумной печи. Такой вариант исполнения позволяет обеспечить автоматическую отсечку химического поглотителя от теплоизоляционной полости при возрастании давления в ней и тем самым предохранить вещество от потери им физико-химических свойств. Кроме того, обеспечивается необходимая технологичность при активации химического поглотителя и многоразовое использование патронов после замены отработанного химического поглотителя. An example of the method. Before placing cartridges in a layered thermal insulation, a chemical absorber is activated in a vacuum oven. To do this, remove the threaded
Таким образом, предлагаемая конструкция криогенного резервуара и предложенный способ активации химического поглотителя перед размещением его в теплоизоляционной полости криогенного резервуара обеспечивают создание более глубокого вакуума в теплоизоляционной полости резервуара, что улучшает ее теплоизоляционные свойства. Последнее уменьшает потери криопродукта, что снижает энергетические затраты на его производство. При этом повышается надежность работы конструкции, особенно после периодов повышения давления в теплоизоляционной полости, обеспечиваются оптимальные условия активации химического поглотителя и продолжительное хранение активированного химического поглотителя в патронах перед использованием. Последнее обеспечивает централизованное проведение активации химического поглотителя на заводе-изготовителе и транспортировку патронов к месту их применения. Thus, the proposed design of the cryogenic tank and the proposed method of activating a chemical absorber before placing it in the heat-insulating cavity of the cryogenic tank provide a deeper vacuum in the heat-insulating cavity of the tank, which improves its heat-insulating properties. The latter reduces the loss of cryoproduct, which reduces the energy costs of its production. This increases the reliability of the structure, especially after periods of increasing pressure in the heat-insulating cavity, provides optimal conditions for the activation of the chemical absorber and long-term storage of the activated chemical absorber in cartridges before use. The latter provides a centralized activation of the chemical scavenger at the manufacturer and the transportation of cartridges to their place of use.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU915009266A RU2082910C1 (en) | 1991-11-13 | 1991-11-13 | Cryogenic reservoir and method of activation of chemical absorber before placing it in heat-insulated chamber of cryogenic reservoir |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU915009266A RU2082910C1 (en) | 1991-11-13 | 1991-11-13 | Cryogenic reservoir and method of activation of chemical absorber before placing it in heat-insulated chamber of cryogenic reservoir |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2082910C1 true RU2082910C1 (en) | 1997-06-27 |
Family
ID=21588856
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU915009266A RU2082910C1 (en) | 1991-11-13 | 1991-11-13 | Cryogenic reservoir and method of activation of chemical absorber before placing it in heat-insulated chamber of cryogenic reservoir |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2082910C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2673837C2 (en) * | 2014-02-21 | 2018-11-30 | Газтранспорт Эт Технигаз | Method and system for inerting wall of liquefied fuel gas-storage tank |
-
1991
- 1991-11-13 RU SU915009266A patent/RU2082910C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Патент ФРГ N 2902623, кл. F 17 C 3/08, 1980. 2. Авторское свидетельство СССР N 1532770, кл. F 17 C 3/00, 1990. 3. Авторское свидетельство СССР N 602741, кл. F 17 C 3/00, 1976. 4. Патент ФРГ N 1134398, кл. 17 g, 4, 1960. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2673837C2 (en) * | 2014-02-21 | 2018-11-30 | Газтранспорт Эт Технигаз | Method and system for inerting wall of liquefied fuel gas-storage tank |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US2298938A (en) | Vent for containers | |
SU1109066A3 (en) | Method of filling and blowing through control system | |
RU2120686C1 (en) | Heat-insulating shell under reversing vacuum pressure | |
US4396114A (en) | Flexible means for storing and recovering hydrogen | |
US3948409A (en) | Cryostat | |
KR20090016542A (en) | Apparatus and cartridge for storage of compressed hydrogen gas | |
JPH03165810A (en) | Device for and method of removing gas impurities from hermetically sealed vacuum state | |
RU2082910C1 (en) | Cryogenic reservoir and method of activation of chemical absorber before placing it in heat-insulated chamber of cryogenic reservoir | |
US4272259A (en) | Gas gettering system | |
US4979369A (en) | Cryogenic sorption pump | |
RU2171765C1 (en) | Gas storage capsule and method of its filling | |
CN114556474A (en) | Gas supplement component for housing | |
RU2327078C2 (en) | Hydrogen vessel | |
KR100654526B1 (en) | Hydrogen-reservoir and method for producing thereof | |
WO1995016166A1 (en) | Vacuum stabilizer and method for the manufacture thereof | |
US3302990A (en) | Method and apparatus for evacuating an electric discharge device of the vacuum type | |
GB1502877A (en) | Method of producing vacuum in a receptacle and a vacuum pump for effecting same | |
SU521431A1 (en) | Cryogenic storage vessel | |
RU2047813C1 (en) | Cryogenic reservoir | |
SU970023A1 (en) | Cryogenic vessel | |
JP2721996B2 (en) | Vacuum generation method | |
SU602741A1 (en) | Cryogenic vessel | |
RU2157780C2 (en) | Gas storage capsule and method of its filling | |
SU1204786A1 (en) | Adsorption vacuum pump | |
CN219602022U (en) | Explosion-proof plastic bucket |